KR20110133378A

KR20110133378A - 입체 영상 제공 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20110133378A
Application number: KR1020100053076A
Authority: KR
Inventors: 박순모; 김진규; 김옥심
Original assignee: 주식회사 디스플레이테크
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-12
Also published as: WO2011152599A1; KR101142176B1

Abstract

기존의 셔터 방식이나 편광 방식에 비해 경제성과 사용 편의성 및 적용 용이성을 개선한 입체 영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 영상보다 밝은 빛을 안구 근처에 제공하도록 하여 해당 안구의 시야를 순간적으로 차단하도록 하는 새로운 방식을 적용하여 시야 차단 수단의 구성을 단순화하고 그 시야 차단 영역을 확장하는 것으로 경제적 방식으로 무안경 입체 영상 제공이 가능하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

입체 영상 제공 장치 및 그 방법{3-Dimension stereograph providing apparatus and method thereof}

본 발명은 입체 영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 셔터 방식이나 편광 방식에 비해 경제성과 사용 편의성 및 적용 용이성을 개선한 입체 영상 제공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

입체 영상에 관한 기술은 비교적 오래전(1830년대에 반사경을 이용한 방식, 1920년경에 현재 사용되는 색차, 편광, 렌티큘러 렌즈 방식 등이 등장)에 개발되어 다양한 분야에서 이용되고 있었으나, 그 구현의 복잡성과 시청을 위한 부가 장비 의 필요성, 높은 콘텐츠 제작 비용 등에 의해서 오랫동안 본격적으로 확산되지 못하였다. 하지만, 최근의 급속한 디지털 기술의 발전에 의해서 입체 영상 제작의 편의성과 비용이 개선되고, 새로운 영상 효과를 기대하는 시장의 요구가 높아짐에 따라 3D 영상이 급속도로 주목받고 있다.

이미 3D 효과를 부가한 영화나 TV 컨텐츠 및 게임 등이 각광받고 있으며, 이를 제공하기 위한 장치들 역시 점차 일반인에게 친숙해지고 있다. 이러한 양질의 컨텐츠 보급과 입체 영상 재생 장치들의 가격 하락에 의해서 3D TV나 PC용 3D 그래픽 카드 등이 급속하게 확산되고 있다.

이러한 입체 영상을 제공하기 위한 장치는 기본적으로 양안에 서로 다른 영상이 제공되도록 하는 것으로, 이를 위해서 고전적인 적청 안경을 이용하여 적색 영상은 청색렌즈로, 청색 영상은 적색렌즈로 제공되도록 하는 방식(색차 방식)과, 편광 안경을 이용하여 편광 회전 방향에 따라 분리된 영상을 각각의 안구에 제공하는 방식(편광 방식)과, 액정 셔터 안경을 이용하여 셔터 동작에 동기된 영상을 각각의 안구에 선별적으로 제공하는 방식(셔터 방식)이 있다. 물론, 그 외에도 시차 베리어 방식과 렌티큘러 방식과 같이 안경을 이용하지 않는 다양한 방식들이 논의되고 있으나, 아직까지 제작이 어렵고 실효성이 높지 않아 논외로 한다.

현재 실용적으로 대중화된 기술은 편광 방식과 셔터 방식으로, 편광 방식은 재생 장치의 구성이 복잡하고 가격이 높지만 안경의 가격이 저렴하기 때문에 다수의 시청자에게 입체감을 제공하기 위한 용도로 이용되고 있고, 비교적 시청자의 수가 작은 일반 가정용으로는 안경의 가격이 비교적 높지만 재상 장치의 구성이 간단하고 저렴한 셔터 방식이 이용되고 있다. 최근 상용화되어 널리 시판되고 있는 3DTV의 경우 대부분 셔터 방식을 이용하고 있다.

이러한 셔터 방식의 경우, 입체용 안경에 액정 셔터를 구성하고 화상을 재생하는 디스플레이의 좌우안 영상과 액정 셔터의 동작을 동기화 시킴으로써 좌안 영상 제공시에는 안경의 우측 액정 셔터가 차단되어 재생 영상이 좌안으로만 제공되도록 하고, 우안 영상 제공시에는 안경의 좌측 액정 셔터가 차단되어 재생 영상이 우안으로만 제공되도록 하는 방식을 이용한다.

이러한 액정 셔터를 적용한 안경의 경우 비교적 높은 구동 전압을 필요로 하는 액정의 특성상 복잡한 구동부를 필요로 한다. 더불어, 일반적으로 TNLC(Twisted Nematic Liquid Crystal)가 사용되는 액정 셔터방식 안경의 경우 고속 동작이 어렵고, 정확한 영상의 선택을 위해서 양안이 모두 차단되는 기간도 필요하게 되어 깜빡임이 발생하게 되는 등 구동에 제한이 발생하게 된다. 더불어, 액정 셔터의 경우 개방된 셔터를 통해서 영상이 투과되지만 완전히 개방된 경우라 하더라도 투과율은 39% 정도(차단시 1% 이하)로 비교적 낮으며 이러한 낮은 투과성과 깜빡임에 의해서 제공되는 영상은 상당히 어두워지게 되며 피로도가 높아진다.

한편, 최근에는 휴대용 멀티미디어 재생 장치들이 널리 사용되고 있으며, 하나의 장치에 통신, 멀티미디어 재생, 다양한 응용 프로그램 구동 기능 등을 통합한 컨버전스 혹은 매쉬업 기술이 고도화되면서 다양한 기능들을 구비한 스마트폰이 각광받고 있다. 이러한 스마트폰에 추가될 수 있는 새로운 기능으로서 3D 입체 영상 제공 기능이 높은 관심을 받고 있다.

하지만 앞서 설명한 바와 같이 셔터 안경을 이용하는 경우에는 고가의 안경을 별도로 휴대해야 하기 때문에 편의성이 낮고 파손의 위험이 높으며, 편광 방식을 이용하는 경우에는 재생 수단의 전면적인 변화가 필요하여 재생장치의 비용이 크게 높아지게 된다. 그에 따라 렌티큘러 방식이나 시차 배리어 방식과 같은 무안경 방식의 적용이 고려되고 있으나 사람에 따른 편차나 동작의 안성성이 낮으며 디스플레이의 구성을 변경해야 하기 때문에 2D 영상 제공 시 품질 저하 우려가 있어 적용이 쉽지 않다.

결국, 현재 안경을 이용하여 3D 영상을 제공하는 경우에는 재생부 비용이 높거나 안경의 비용이 높으며, 고품질 영상을 제공하기 어렵고 무안경 방식의 경우 역시 구성이 복잡하고 안정성이 낮아 현실적인 제품화는 어려운 실정이다.

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 제공되는 영상보다 밝은 빛을 안구 근처에 제공하도록 하여 해당 안구의 시야를 순간적으로 차단하도록 하는 새로운 방식을 적용하여 시야 차단 수단의 구성을 단순화하고 그 시야 차단 영역을 확장하는 것으로 경제적 방식으로 무안경 입체 영상 제공이 가능하도록 한 입체 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 제공되는 영상의 밝기를 영상 제어부의 신호를 기준으로 파악하여 시야 차단용 광원의 밝기를 실시간 조절하는 것으로 최적의 밝기로 시야 차단을 실시함으로써 눈의 부담을 줄이고 영상의 명암비를 극대화할 수 있도록 한 입체 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 입체 영상제공을 지원하지 않는 재생장치에도 용이하게 적용하여 무안경 방식이나 간편한 편광 안경을 통해 입체 영상 시청이 가능하도록 하는 확장성을 제공하는 입체 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 스마트폰을 포함하는 휴대용 멀티미디어 재생 장치에 기본적으로 적용된 센서를 활용하여 구성 변경을 최소화하면서 입체 영상 기능을 부가할 수 있으며, 최소화된 구성의 외장 수단을 통해서 입체 영상 기능을 부가할 수 있도록 한 입체 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 사용자의 안면 인식을 통해 사용자의 안구 위치를 파악하여 해당 지점에만 선택적으로 시야 차단용 광을 제공하도록 함으로써 보다 효과적으로 시야를 차단하여 입체 영상을 제공할 수 있도록 한 입체 영상 제공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치는 입체감을 위하여 좌우안용 영상을 교번하여 제공하는 디스플레이에 구성되는 입체 영상 제공 장치로서, 상기 디스플레이의 노출된 영역에 시청자의 양 안구를 각각 지향하도록 배치되어 선택적으로 발광함으로써 지향하는 시청자의 시야를 차단하는 좌안 발광부 및 우안 발광부와; 상기 좌우안용 영상을 디스플레이에 제공하는 입체 영상 재생 수단으로부터 동기 신호를 수신하고 잔상을 고려한 동작 타이밍을 생성하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부를 선택적으로 동작시키는 발광 구동부를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치는 영상을 제공하는 디스플레이 장치에 내외장 방식으로 적용되는 입체 영상 제공 장치로서, 상기 디스플레이 장치의 노출된 영역에 시청자의 양 안구를 각각 지향하도록 배치되어 선택적으로 발광함으로써 지향하는 시청자의 시야를 차단하는 좌안 발광부 및 우안 발광부와; 상기 디스플레이 장치에 설치되어 좌안 영상과 우안 영상을 교번하여 제공하며 그에 따른 동기 신호를 출력하는 소프트웨어 프로그램과; 상기 소프트웨어 프로그램을 통해 출력되는 동기 신호에 따라 잔상을 고려한 동작 타이밍을 생성하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부를 선택적으로 동작시키는 발광 구동부를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 영상 제공 방법은 좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이로부터 동기 신호를 수신하여 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 입체 영상 제공 방법으로서, 상기 디스플레이가 좌안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 우측 안구를 지향하도록 상기 디스플레이에 내외장 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 좌안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 우측 안구의 시야를 차단하는 우안 시야 차단 단계와; 상기 디스플레이가 우안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 좌측 안구를 지향하도록 상기 디스플레이에 내외장 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 우안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 좌측 안구의 시야를 차단하는 좌안 시야 차단 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치 및 그 방법은 제공되는 영상보다 밝은 빛을 안구 근처에 제공하도록 하여 해당 안구의 시야를 순간적으로 차단하도록 하는 새로운 방식을 적용하여 시야 차단 수단의 구성을 단순화하고 그 시야 차단 영역을 확장하는 것으로 경제적 방식으로 무안경 입체 영상 제공이 가능하는 뛰어난 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치 및 그 방법은 제공되는 영상의 밝기를 영상 제어부의 신호를 기준으로 파악하여 시야 차단용 광원의 밝기를 실시간 조절하는 것으로 최적의 밝기로 시야 차단을 실시함으로써 눈의 부담을 줄이고 영상의 명암비를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치 및 그 방법은 입체 영상제공을 지원하지 않는 재생장치에도 용이하게 적용하여 무안경 방식이나 간편한 편광 안경을 통해 입체 영상 시청이 가능하도록 하는 확장성을 저가이면서 간편한 방식으로 제공하는 극히 뛰어난 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치 및 그 방법은 스마트폰을 포함하는 휴대용 멀티미디어 재생 장치에 기본적으로 적용된 센서를 활용하여 구성 변경을 최소화하면서 입체 영상 기능을 부가할 수 있으며, 최소화된 구성의 외장 수단을 통해서 입체 영상 기능을 부가할 수 있는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치 및 그 방법은 사용자의 안면 인식을 통해 사용자의 안구 위치를 파악하여 해당 지점에만 선택적으로 시야 차단용 광을 제공하도록 함으로써 보다 능동적으로 시야를 선택적으로 차단하여 입체 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 입체 영상 제공 장치 및 그 방법은 비교적 고가이고 관리가 어려운 셔터방식의 입체 안경 대신 무안경 방식이나 비교적 저가이고 관리가 용이한 편광 방식의 안경 만으로 입체 인식이 가능하도록 함으로써 현재 보급된 3D 제공 장치의 셔터형 입체 안경을 대체할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 다른 예.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 구성도.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 예.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 구성도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시야차단 방식을 나타낸 개념도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발광부 동작 타이밍을 나타내는 타이밍도.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 개념도를 보인 것이다. 도시한 경우는 휴대용 멀티미디어 재생 장치(1)에 시야 차단용 우안 발광부(51)와 좌안 발광부(52)를 구성한 경우를 보인 것으로, 상기 휴대용 멀티미디어 재생 장치(1)의 디스플레이(5)가 좌우안용 영상을 제공할 때 상기 우안 발광부(51)와 좌안 발광부(52)가 동기화된 타이밍으로 동작하여 상기 해당 디스플레이(5)가 제공하는 영상을 시청하는 시청자의 좌안 안구(131)와 우안 안구(132)에 교번하여 시야 차단용 광을 제공함으로써 입체 영상의 감상이 가능하도록 한 것이다.

기존의 입체 영상 제공 시스템의 경우 편광 방식이나 셔터 방식을 이용하기 때문에 투과성이 낮아 영상이 어두워지게 되며, 편광 방식의 경우 입체 영상 재생부의 구성이 복잡하고 가격이 높아지므로 보급이 어렵고 셔터 방식의 경우 고가의 입체 안경을 이용해야 하기 때문에 파손 시 손해가 크고 액정의 반응 속도가 느려 깜빡임이 발생하는 등 구동 제한에 의한 영상 품질 저하가 발생할 뿐만 아니라 액정의 구동 전압이 높아 승압 회로를 필요로 하는 등 구동부가 복잡하고 전력 효율이 좋지 않다. 특히, 이러한 휴대용 멀티미디어 재생 장치(1)에 3D 영상 제공 기능을 부가한 경우, 별도 전원이 필요한 고가의 셔터형 안경을 추가로 휴대해야 하기 때문에 사용자의 불편함이 크고 해당 안경의 파손 위험이 클 수밖에 없다.

하지만, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 방식은 물리적인 광 필터링이나 차단 방식이 아닌 안구에 광을 직접 혹은 간접적으로 제공함으로써 해당 안구의 시야를 차단하는 새로운 방식을 이용한다. 즉, 도시한 바와 같이 휴대용 멀티미디어 재생 장치(1)의 노출 영역 중 일부에 시청자의 좌안 안구 및 우안 안구를 각각 지향하도록 배치된 발광부(51, 52)를 각각 구성하고, 상기 휴대용 멀티미디어 재생 장치(1)가 제공하는 좌안 영상과 우안 영상에 대한 동기 신호에 따라 상기 한쌍의 발광부(51, 52)를 교번하여 동작시키게 된다. 상기 한쌍의 발광부(51, 52)를 동작시키는 발광 구동부는 상기 휴대용 멀티미디어 재생 장치에 내장되는 물리적 구성일 수 있으며, 소프트웨어로 설치되는 구성일 수 있다.

상기 발광 구동부의 동작에 따라 상기 디스플레이(5)에 좌안 영상이 표시되는 경우에는 우측 안구(132)를 지향하는 우안 발광부(51)가 동작하여 해당 우측 안구(132)의 시야를 차단함으로써 좌측 시야를 통해 좌안 영상을 인식하도록 하고, 우안 영상이 표시되는 경우에는 좌측 안구(131)를 지향하는 좌안 발광부(52)가 동작하여 해당 좌측 안구(131)의 시야를 차단함으로써 우측 시야를 통해서 우안 영상을 인식하도록 함으로써 시청자가 자신의 뇌에서 좌우측 영상을 결합한 입체 영상을 인식할 수 있게 된다.

실질적으로, 이렇게 각 안구(131, 132)를 지향하는 발광부(51, 52)를 동작시키는 것으로 일측 안구의 시야를 차단하는 것은 주변광이 밝을 경우 그보다 덜 밝은 영상이 보이지 않는 원리를 이용하는 것이다. 특히, 1초에 60프레임 수준의 고속 영상을 시청하는 경우 시야로 확인되는 영상보다 조금 더 밝은 수준으로 발광부(51, 52)를 순간적으로 동작시키게 되면 눈의 피로를 최소화하면서 효과적으로 일측 안구의 시야를 차단할 수 있게 된다. 이때 안구에 제공되는 광의 밝기는 영상 시청시 제공되는 밝기보다 다소 밝은 정도이므로 조명 하에서 영상을 시청하는 경우와 큰 차이가 없다.

특히, 광에 의한 시야 차단의 경우 일측 안구를 위한 영상이 제공되는 모든 주기동안 광을 제공하는 것이 아니라 인간 시야의 잔상을 고려하여 더욱 짧은 시간 동안 순간적으로 광을 제공하는 방식을 이용하며, 양측 안구에 광을 순간적으로 교번하여 지속적으로 제공하므로 양측 시야 밝기에 대한 편차도 작아 셔터 방식과 비교하여 유사한 수준의 시청 환경을 제공할 수 있다.

더불어, 본 발명의 실시예의 경우에는 발광부(51, 52)가 동작하지 않을 경우 영상이 시청자의 안구에 100% 제공되기 때문에 약 39% 수준의 투과성을 가진 셔터 방식에 비해 영상 품질의 저하를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 시청 시간 중 절반에 해당하는 시간 동안에만 각 안구에 영상이 제공됨에 따른 영상의 밝기 저하를 광 제공에 의해서 전체적으로 개선해 줄 수 있는 이점도 있다.

또한 제공되는 영상의 밝기에 연동하는 방식으로 상기 발광부(51, 52)의 광량을 능동 제어할 경우 영상이 어두운 경우 시야 차단용 발광부의 광량을 줄임으로써 영상의 명암비를 개선할 수 있고, 외부 환경의 밝기에 연동하는 방식으로 상기 발광부(51, 52)의 광량을 능동 제어할 경우 적절한 발광부 밝기를 선택할 수 있게 된다. 그로인해 실질적으로 체감되는 영상은 셔터 방식이나 편광 방식에 비해서 더 밝고 선명하게 된다.

특히, 영상의 밝기 정보는 휴대용 멀티미디어 재생 장치를 비롯한 대부분의 디지털 영상 재생 장치에서는 기본적으로 영상의 밝기 정보를 파악하는 기능이 있기 때문에 쉽게 얻을 수 있으며, 도시된 바와 같이 최근의 휴대용 멀티미디어 재생 장치는 백라이트의 밝기를 조절하기 위해서 외부 조도를 확인하는 조도 센서(6)를 기본적으로 구성(이는 최근의 LCD, PDP TV에도 기본적으로 적용되어 있음)하고 있어 이를 통해서 쉽게 확인할 수 있고, 카메라(7)를 통해서도 얻을 수 있다.

도 2는 도 1에 구성된 실시예의 변형으로서, 휴대용 멀티미디어 재생 장치(2)가 입체 영상 제공 기능이 없는 일반적인 2D 영상 제공 기능만을 가진 경우에 입체 영상 제공 기능을 쉽게 추가하는 예를 보인 것이다. 물론, 입체 영상 제공 기능을 가진 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.

도시된 바와 같이 우안 발광부(61)와 좌안 발광부(62)가 시청자의 각 안구를 지향하도록 배치되고, 상기 휴대용 멀티미디어 재생 장치(2)의 표준 인터페이스와 연결되는 인터페이스(63)를 구비한 입체 영상 제공 악세서리(60)를 제공할 수 있다.

상기 입체 영상 제공 악세서리(60)의 내부에는 휴대용 멀티미디어 재생 장치(2)로부터 동기 신호(그리고, 영상 밝기 정보, 조도 정보를 포함하는 신호)를 수신하여 상기 우안 발광부(61)와 좌안 발광부(62)를 제어하는 발광 구동부가 더 포함되는 것이 바람직하다. 상기 표준 인터페이스는 통신과 전원 기능을 가지는 모든 종류의 인터페이스를 이용할 수 있다.

더불어, 상기 입체 영상 제공을 위해서 상기 휴대용 멀티미디어 재생 장치(2)에는 소프트웨어 프로그램이 설치될 수 있다. 이는 어플리케이션 다운로드를 통해 설치될 수 있으며, 그 외의 방식(애프터 서비스 센터를 통한 설치, 펌웨어 업그레이드 등)으로도 설치될 수 있다.

상기 소프트웨어 프로그램은 소정의 입체 영상 소스를 좌안 영상과 우안 영상으로 교번하여 제공하며, 그에 따른 동기(그리고, 가능하다면 영상의 밝기 정보, 외부 조도 정보) 정보를 상기 표준 인터페이스를 통해 상기 입체 영상 제공 악세서리(60)에 제공할 수 있다. 필요한 경우 상기 입체 영상 제공 악세서리(60)에는 외부 조도를 측정하기 위한 조도 센서를 별도로 구비할 수 있으며, 그 센서 정보는 발광 구동부에서 발광부 밝기 제어용으로 이용될 수 있다.

도 1 및 도 2와 같이 휴대용 멀티미디어 재생 장치의 경우 디스플레이의 크기가 시청자의 안구 이격 거리(약 6.5Cm)에 비해 상대적으로 작기 때문에 별도의 복잡한 구성 없이도 시청자의 각 안구를 지향하도록 구성할 수 있어 구현이 용이하고다. 특히, 최근의 증강현실 기능과 접목되어 적용될 경우 사용자가 체감할 수 있는 효과는 상당할 것으로 예상된다.

한편, 전술한 구성을 일반적인 PC, TV, 모니터 등과 같은 다른 종류의 멀티미디어 재생 장치에 적용할 수 있으며, 이러한 적용은 당업자에게 용이할 것이다.

도 3은 도 1 및 도 2을 참조하여 설명한 상기 휴대용 멀티미디어 재생 장치와 같이 입체 영상 재생 장치 혹은 그러한 기능이 추가로 적용된 영상 재생 장치에 적용되는 입체 영상 제공 시스템의 구성을 보인 것이다.

도시한 바와 같이 입체 영상 재생 장치(70)에는 기본적으로 입체 영상 소스로부터 좌우안 영상을 분리하여 디스플레이에 순차적으로 제공하면서 그에 따른 영상의 전환 타이밍 신호를 출력하는 입체 영상 제어부(71)와, 상기 입체 영상 제어부(71)가 제공하는 영상을 순차적으로 디스플레이하는 디스플레이부(73)와, 상기 입체 영상 제어부(71)가 제공하는 영상의 전환 타이밍 신호를 동기 신호로 변환하는 동기 신호 생성부(72)를 포함하여 구성된다. 경우에 따라서는 점선으로 나타낸 바와 같이 영상의 밝기 정보나 내장된 조도 센서(미도시)를 통해 얻어지는 조도 정보를 상기 동기 신호 생성부(72)에 제공하여 상기 동기 신호 생성부(72)가 동기 신호와 함께 해당 부가적인 정보들을 시야 차단을 제어하는 광시야 차단부(80)로 전달할 수 있다. 여기서, 상기 입체 영상 제어부(71)나 동기 신호 생성부(72)는 물리적인 구성으로 이루어질 수 있으나, 경우에 따라서는 주제어부에서 동작하는 소프트웨어 기능으로 구성될 수도 있음에 주의한다.

상기 입체 영상 재생 장치(70)에 내장 혹은 외장되는 광시야 차단부(80)는 상기 동기 신호 생성부(72)가 제공하는 동기 신호(부가적으로 영상 밝기 신호나 조도 정보 포함)를 수신받아 상기 동기 신호를 분석한 구동 타이밍으로 우안 발광부(82)와 좌안 발광부(83)를 각각 구동시키는 발광 구동부(81)를 포함한다.

도시된 경우에는 상기 동기 신호 생성부(72)와 발광 구동부(81)가 직접 연결되어 있으나, 필요에 따라서 표준 혹은 전용 인터페이스를 통해 연결될 수 있고, 경우에 따라서는 다양한 근거리 통신 방식(적외선, 블루투스, 지그비, 초광대역 통신, 근거리 직접통신, RF 방식, 가시광 통신 등)을 이용하는 무선 방식으로 연결될 수 있다. 만일 무선 방식으로 연결되는 경우라면 상기 광시야 차단부(80)에 전원이 추가로 구성될 수 있다.

상기 발광 구동부(81)는 동기 신호를 기준으로 각 안구용 영상이 전환되는 타이밍에 따라 상기 우안 발광부(82)와 좌안 발광부(83)를 동작시키는데, 인간 시야의 잔상 특성을 고려하여 실제 영상이 제공되는 모든 시간 동안 발광부를 동작시키지 않고 적어도 일정 시간 전에 해당 발광부의 동작을 중단하여 잔상에 의해 후속되는 영상의 인식이 방해받는 정도를 줄일 수 있다.

한편, 상기 발광 구동부(81)는 부가적으로 제공되는 영상의 밝기 정보와 조도 정보를 활용하여 발광부의 밝기를 제어할 수 있으며, 이러한 밝기 조절 상황에 따라 상기 잔상을 고려한 발광부 구동 타이밍(밝기가 낮은 경우 잔상이 짧아지는 것을 고려) 역시 조절할 수 있다. 만일 상기 입체 영상 재생 장치(70)에 조도 센서가 구성되지 않은 경우라면 이러한 조도 센서를 광시야 차단부(80)에 구성하고, 상기 발광 구동부(81)가 해당 조도 센서의 출력을 확인하여 발광부의 밝기를 조절하도록 할 수도 있다.

상기 우안 발광부(82) 및 좌안 발광부(83)는 각각 하나 이상의 발광 소자로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 광을 시청자의 시야로 전달하기 위한 광 경로 형성부, 즉 렌즈나 광 가이드, 확산부 등이 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 예를 보인 것으로, 도 4a 및 도 4b는 디스플레이의 크기가 크고 시청자의 시청 거리가 비교적 긴 경우에 적용될 수 있는 구성을 보인 것이다.

도 4a는 도시된 바와 같이 입체 영상 재생 장치(10)의 디스플레이(15) 외부 프레임에 영상 센서부(101)와 광원부(102)를 구비하며 임의 방향으로 지향성 조작이 가능하도록 구성된 광시야 차단부(100)를 배치하고, 해당 광시야 차단부(100)가 시청자의 우측 안구(132) 및 좌측 안구(131)를 지향하도록 하여 비교적 시청 거리가 긴 경우에도 정확하게 원하는 안구에만 선택적으로 시야 차단용 광을 제공하여 일측 안구의 시야를 차단할 수 있도록 한 것이다.

도시된 광시야 차단부(100)는 외부에 구성되는 형태로 나타내었으나 디스플레이(15)나 입체 영상 재생 장치(10)에 내장될 수도 있다.

도시된 광시야 차단부(100)는 영상을 통해 시청자의 동작, 안면, 안구를 검출하기 위한 카메라 센서 등의 영상 센서부와 해당 영상을 처리하여 원하는 안구의 위치를 검출하는 영상 처리부와, 해당 안구 위치로 상기 발광부를 지향시키는 지향 제어부를 포함하여 구성되며, 이 경우 발광부는 동작 속도를 고려하여 복수로 구성되어 우측과 좌측 안구를 각각 담당하도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 거리에 따른 지향성을 고려하여 복수 발광부의 각도를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 영상 센서부와 영상 처리부는 상기 시청자의 안구 위치뿐만 아니라 순간적으로 동작하는 발광부가 제공하는 시야 차단용 광이 시청자의 안구 위치에 대응하는 영역에 제공되는지 검출하여 그 오차를 보정 하도록 하는 방식을 이용할 수 있다.

도 4b는 광시야 차단부를 우안용(110)과 좌안용(120)으로 각각 구성하고 각각 영상 센서부(111, 121)와 발광부(112, 122)에 의해 시청자의 안구를 검출하여 시야 차단용 광을 제공하도록 한 예이다. 물론, 영상 센서부와 영상 처리부를 하나로 구성하고, 지향 제어부에 의해 지향되는 발광부만 좌우측에 구성할 수도 있다.

도 4b와 같은 구성 역시 입체 영상 재생 장치(10)의 디스플레이(15) 내부에 구성될 수도 있다.

한편, 도시되지는 않았으나 최근 게임기나 입력 수단으로 활용되는 다양한 공간 정보 센싱 방식을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 형광 혹은 발광하는 수단이 적용된 공간 위치 인덱싱 수단을 안구 인근 부분에(예를 들어, 귀) 착용한 상태에서 상기 입체 영상 재생 장치(10)에 구성된 하나 이상의 영상 센서를 통해 이를 식별하는 것으로 공간상의 위치를 파악할 수 있도록 하는 방식을 적용할 수도 있다.

도 5는 상기 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 제공 시스템의 구성도를 보인 것으로, 안구 추적 방식(eye tracking)을 적용한 입체 영상 제공 시스템의 구성이다. 이러한 경우라 하더라도 실질적으로 입체 영상을 제공하는 입체 영상 제공 장치(70)의 구성은 도 3에 도시한 경우와 동일하며, 해당 장치가 제공하는 동기 신호(영상의 밝기, 조도 정보 포함)를 이용하는 광시야 차단부(130)의 구성만 변경될 수 있어 기존의 입체 영상 재생 장치(70)의 구성 변경을 최소화할 수 있게 된다.

도시된 광시야 차단부(130)는 발광 구동부 내부에 영상을 획득하는 영상 센서부(134)와, 상기 영상 센서부(134)가 제공하는 영상으로부터 시청자의 안구 위치를 검출하는 영상 처리부(133), 우안 발광부(135)와 좌안 발광부(136)를 각각 혹은 연동시켜 제어하는 것으로 지향 위치를 제어하는 지향 제어부(132), 그리고 상기 영상 처리부(133)가 제공하는 안구의 위치 정보를 상기 지향 제어부(132)에 제공하는 것으로 상기 우안 발광부(135)와 좌안 발광부(136)의 지향성을 제어하며, 수신되는 동기 신호에 따라 상기 우안 발광부(135) 및 좌안 발과우(136)의 구동 신호(타이밍, 밝기)를 제공하는 발광 제어부(131)를 포함할 수 있다. 이러한 구성인 경우 상기 입체 영상 재생 장치(70)에 조도 센서가 없더라도 상기 영상 센서부(134)를 통해 외부 밝기 정보를 얻을 수 있다.

그 외의 연결 인터페이스 구성이나 잔상을 고려한 발광부 구동 등은 도 3의 구성과 동일하거나 유사할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시야차단 방식을 나타낸 개념도로서, 앞서 설명한 모든 종류의 실시예에 추가적으로 적용될 수 있는 부가 방식이다. 즉, 우안 발광부(150)와 좌안 발광부(160) 각각에 구성된 발광 소자(151, 161)의 광 제공 경로 상에 각각 상이한 방향의 편광 필터(152, 162)를 적용하여 제공되는 시야 차단용 광원의 광 방향을 필터링하여 제공하고, 시청자는 상기 우안 발광부(150)와 좌안 발광부(160)에 적용된 편광 필터(152, 162)에 대응하는 방향의 편광 필터(141, 142)가 적용된 시청자 착용 필터부(140)를 착용하여 원하는 안구에만 시야 차단용 광이 제공되도록 함으로써 시야 차단용 광원이 안구를 구별해야 하는 지향성의 부담을 경감시키도록 할 수 있다.

즉, 도시된 예와 같이 시청자가 일반적인 편광 안경이나 안경에 추가적으로 착탈할 수 있는 편광 필름을 착용하는 것으로 시야 차단용 광원이 확산되어 양측 안구에 제공된다 하더라도 목표로 하는 안구에만 시야 차단용 광원이 제공되도록 할 수 있어 시청자의 움직임에 둔감한 입체 영상 제공 환경을 구축할 수 있게 된다.

예를 들어, 도 1 및 도 2와 같은 휴대용 멀티미디어 재생 장치의 경우 비교적 시청자와 장치 사이의 거리가 가깝기 때문에 우안 발광부와 좌안 발광부가 제공하는 광의 확산 영역이 겹치더라도 편광 안경을 착용할 경우 입체 영상 시청이 가능하게 되어 안구 지향을 위한 추가적인 구성이 필요하지 않을 수 있고, 시청 가능 시야각도 크게 확장할 수 있으며, 도 4와 같은 경우에도 안구 검출과 같은 정밀한 추적 대신 모션 추적이나 안면 추적에 의한 대략적 지향성 확보만으로 혹은 이러한 지향성 확보 없이도 편광 안경을 착용하여 입체 영상을 시청할 수 있게 된다.

상기 도 6에 도시한 편광 필름과 편광 안경의 편광 방향은 멀티미디어 재생 장치의 전면 편광판의 편광 각도가 45도인 경우를 기준으로 한 경우이며, 멀티미디어 재생 장치의 전면 편광판 유무 및 전면 편광판의 편광 방향에 따라 광원 및 편광 안경의 편광 방향은 최적화되어 질 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발광부 동작 타이밍을 나타내는 타이밍도로서, 도시한 바와 같이 입체 영상 재생부의 디스플레이가 제공하는 영상의 전환 시점을 기준으로 우안 발광부와 좌안 발광부의 발광 타이밍 및 그에 따른 발광 상태가 나타나있다.

즉, 디스플레이 영상이 좌안 영상인 경우, 우안 발광부는 해당 좌안 영상이 제공되는 주기 중 일부 기간 동안 복수의 펄스로 발광 되다가 해당 영상 제공 주기가 끝나기 전에 발광을 종료한다. 이렇게 발광이 종료되더라도 인간의 시야에는 잔상이 남기 때문에 점선으로 나타낸 바와 같이 일정 시간 동안 잔상에 의해 해당 좌안 영상은 우측 시야에서 차단되게 된다. 이후 디스플레이 영상이 우안 영상으로 전환되면 좌안 발광부가 동작하여 해당 우안 영상을 차단하게 되는데, 이때 우안 발광부에 의한 잔상이 다소 남아 있는 상태에서 좌안 발광부가 동작하면 상기 디스플레이 영상의 전환과 시야 차단의 편차가 미세하게 발생한다 하더라도 시청자는 이를 거의 인식하지 못하게 된다. 물론, 펄스 방식의 구동이 아닌 일정 시간 동안 지속적으로 발광되는 방식으로도 구동될 수 있다.

이렇게 좌안과 우안 발광부의 발광 타이밍이 잔상을 고려하여 다소 겹치도록 함으로써 디스플레이에서 제공되는 영상의 전환 시점과 시야 차단 시점의 편차에 의해 발생되는 입체감 저하를 방지할 수 있게 된다. 물론 정확한 타이밍에 의해 동작하거나 영상 전환 시 블랭크 기간을 추가하는 경우도 있으므로 이러한 잔상을 고려한 동작 타이밍은 다소 조정될 수 있다.

또한, 영상의 밝기나 외부 조도를 고려하여 발광부의 광량이 제어되는 경우에는 밝기에 따른 잔상의 길이가 상이할 수 있기 때문에 그에 따른 타이밍이 고려될 수 있다. 한편, 사람의 시력이나 잔상의 길이에 대한 편차를 고려하여 입체 안경의 발광 구동부에 잔상 기간을 설정하는 신호를 제공하는 잔상기간 선택 수단을 발광 구동부와 연결되도록 시야 차단부나 입체 영상 재생 장치 등에 구성할 수 있으며 이는 간단한 스위치나 볼륨 등이 이용될 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

1: 휴대용 멀티미디어 재생 장치 51, 52: 발광부
60: 입체 영상 제공 악세서리 61, 62: 발광부
80: 광시야 차단부 81: 발광 구동부
82, 83: 발광부 130: 광시야 차단부
131: 발광 제어부 132: 지향 제어부
133: 영상 처리부 134: 영상 센서부
135, 136: 발광부 151, 161: 발광 소자
152, 162: 편광 필름

Claims

입체감을 위하여 좌우안용 영상을 교번하여 제공하는 디스플레이에 구성되는 입체 영상 제공 장치로서,
상기 디스플레이의 노출된 영역에 시청자의 양 안구를 각각 지향하도록 배치되어 선택적으로 발광함으로써 지향하는 시청자의 시야를 차단하는 좌안 발광부 및 우안 발광부와;
상기 좌우안용 영상을 디스플레이에 제공하는 입체 영상 재생 수단으로부터 동기 신호를 수신하고 잔상을 고려한 동작 타이밍을 생성하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부를 선택적으로 동작시키는 발광 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 한쌍의 발광부는 각각 하나 이상의 발광 소자 혹은 발광 소자와 광 경로 성형부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 입체 영상 재생 수단으로부터 현재 제공되는 영상의 밝기 신호를 더 수신하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부의 밝기를 조정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 입체 영상 재생 수단으로부터 현재 밝기 환경에 대한 조도 정보를 더 수신하거나 별도로 구성된 조도 센서를 통해 현재의 환경의 밝기를 측정하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부의 밝기를 조정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 시청자에 대한 영상 정보를 획득하는 영상 센서부를 더 포함하고,
상기 영상 센서부가 제공하는 영상을 처리하여 시청자의 안면 및 안구 위치를 확인하는 영상 처리부와;
상기 좌안 발광부와 우안 발광부의 지향 방향을 각각 혹은 동시에 제어하는 지향 제어부와;
상기 영상 처리부가 제공하는 시청자의 안구 위치 정보에 따라 상기 지향 제어부를 제어하여 현재 동작 타이밍에 발광할 발광부가 목표 안구를 지향하여 발광하도록 하는 발광 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 발광 구동부는 사용자가 착용한 입체위치 제공 수단을 기준으로 시청자 안면이나 안구의 공간상 위치 정보를 센싱하는 입체공간 센싱 수단을 더 포함하고,
상기 좌안 발광부와 우안 발광부의 지향 방향을 각각 혹은 동시에 제어하는 지향 제어부와;
상기 입체공간 센싱 수단이 제공하는 시청자의 위치 정보에 따라 상기 지향 제어부를 제어하여 현재 동작 타이밍에 발광할 발광부가 목표 위치를 지향하여 발광하도록 하는 발광 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 좌안 발광부와 우안 발광부는 서로 상이한 편광 필름이 더 적용되며, 상기 좌안 발광부와 우안 발광부에 적용된 편광 필름에 대응되는 편광 필터가 적용된 시청자 착용 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
영상을 제공하는 디스플레이 장치에 내외장 방식으로 적용되는 입체 영상 제공 장치로서,
상기 디스플레이 장치의 노출된 영역에 시청자의 양 안구를 각각 지향하도록 배치되어 선택적으로 발광함으로써 지향하는 시청자의 시야를 차단하는 좌안 발광부 및 우안 발광부와;
상기 디스플레이 장치에 설치되어 좌안 영상과 우안 영상을 교번하여 제공하며 그에 따른 동기 신호를 출력하는 소프트웨어 프로그램과;
상기 소프트웨어 프로그램을 통해 출력되는 동기 신호에 따라 잔상을 고려한 동작 타이밍을 생성하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부를 선택적으로 동작시키는 발광 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 소프트웨어 프로그램은 상기 디스플레이 장치에 구성된 표준 입출력 포트를 통해 상기 동기 신호를 포함하는 상기 발광 구동부에 제공할 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 디스플레이의 표준 입출력 포트에 연결되는 인터페이스부를 더 포함하며, 상기 좌안 발광부와 우안 발광부와 함께 상기 디스플레이 장치에 착탈되는 외장 악세서리 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 소프트웨어 프로그램은 제공되는 영상의 밝기 정보를 상기 동기신호와 함께 더 출력하며, 상기 발광 구동부는 상기 영상의 밝기 정보를 더 수신하여 상기 좌안 발광부 및 우안 발광부의 밝기를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 좌안 발광부와 우안 발광부는 서로 상이한 방향의 편광 필름이 더 적용된 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 장치.
좌우안용 영상을 제공하는 디스플레이로부터 동기 신호를 수신하여 좌우안 영상을 선택적으로 차단하는 입체 영상 제공 방법으로서,
상기 디스플레이가 좌안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 우측 안구를 지향하도록 상기 디스플레이에 내외장 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 좌안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 우측 안구의 시야를 차단하는 우안 시야 차단 단계와;
상기 디스플레이가 우안 영상을 제공하는 경우 상기 동기 신호에 따라 좌측 안구를 지향하도록 상기 디스플레이에 내외장 배치된 시야 차단용 발광부를 상기 우안 영상 제공 기간 이내로 동작시켜 좌측 안구의 시야를 차단하는 좌안 시야 차단 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 우안 시야 차단 단계와 좌안 시야 차단 단계는 상기 디스플레이로부터 영상 밝기 신호를 더 수신하여 해당 영상 밝기 신호에 따라 상기 발광부의 밝기를 제어하는 밝기 조절 단계를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 우안 시야 차단 단계와 상기 좌안 시야 차단 단계는 시청자의 위치를 파악하여 상기 발광부의 지향 방향을 상기 시청자의 각 안구가 되도록 하는 지향 제어 단계를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 우안 시야 차단 단계와 상기 좌안 시야 차단 단계는 상기 발광부에 각각 상이한 방향으로 적용된 편광 필터를 통해 제공되는 시야 차단용 광의 방향을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제공 방법.